[科普中国]-微波频谱

微波频谱是将微波管产生和放大的高频信号划分为若干个波段的图谱。一般认为，微波频率范围从1GHz~100GHz。毫米波频带是微波频带的一部分，通常从大约30GHz～300GHz．

基本定义微波频谱是将微波管产生和放大的高频信号划分为若干个波段的图谱。一般认为，微波频率范围从1GHz~100GHz。毫米波频带是微波频带的一部分，通常从大约30GHz～300GHz。1

微波频谱特性用无源微波辐射测量研究地球表面特性，感兴趣的频谱范围是1～100千兆赫(波长30~0.3厘米)。在大于30厘米的较长波长，宇宙噪声增加，往往容易淹无用信号；在小于3毫米的短波长，大气衰减和技术实现上的困难是主要限制．与大部分其他遥感方法相比，长波是无源微波辐射测量的一个特性。这个特征的主要影响是相应低的空间分辨率。这意味着在地物目标的检测和识别过程中，空间图形信息是一种主要信息源。研究表明，在光学遥感里，利用频谱信息可以完成感兴趣地物目标的分类和识别，特别是农业领域里植被类型、植被形态的确定。因此，微波遥感器面临的一个同样问题是如何利用频谱、极化和方向信息来完成各种不同的识别任务。
虽然，微波相对地对大气和气侯条件是不灵敏的，但从卫星高度观测地球表面时，大气的影响是必须考虑的。在22千兆赫水汽吸收线和60千兆赫氧气吸收线附近，即使在晴朗天气条件下，大气实际上也是不透明的．正因为如此，用于地球资源勘测的无源微波辐射测量。感兴趣的频率范围是1-20千兆赫。高于这个频率范围，云和雨的影响是严重的．用于大气微波遥感探测的频率选择，则有完全不同的考虑，例如，大气温度的探测，频率选择在氧吸收谱线60千兆赫附近。2

微波频谱的应用微波频谱利用(microwave spectrum utilization)为解决微波频谱拥挤问题，研究提高频谱利用率从而更有效更充分地利用频率资源的科学与技术。微波通信中的卫星通信、接力通信和移动通信可根据具体情况，采用不同的频谱利用技术，如压缩频谱技术、交叉极化技术及频率再用技术等。
为防止对相邻信道的相互干扰，数字微波通信发射机的输出频谱应加以限制。其输出谱应符合规定的功率谱框架的要求；并对2、4、6、11GHz的可用频带及最少传输话路作了规定。3

频谱利用率单位频带传输的信息量。它是评估不同频谱利用技术性能的重要指标。一个带宽为B，持续时间为Ta的m进制信号的信息速率为fb，频谱利用率为nb。由定理可知，加大m或减少BT：都可以提高频谱利用率。前者可采用多进制调制技术，后者可采用单边带、部分响应等压缩发送频谱技术。3

多进制调制及压缩频谱技术多进制调制技术是提高频谱利用率的有效方法。它包括多进制调幅(MASK)、多进制调频(MFSK)、多进制调相(MPSK)和组合调制方式（如AM-PM调制）。这样，一个码元就可传送多个比特的信息。但多电平的数目也受到一定限制。使用较多的调制方法有：

八相移相键控(8PSK)技术，用8个不同相位的载波来代表8进制码元。

十六进制正交调幅(16QAM)技术，属于线性调制技术。它是用两路四电平的信号分别对正交的两个载波进行调制合成而得。

正交部分响应的调制技术，可在中频或射频上形成部分响应信号。一种在频谱上形成正交部分响应信号的框图及相应的矢量图。它先在中频上实现常规的四相调制，经微波功率放大后，采用特殊的限带滤波器，将普通四相调制信号的频谱加以限制，造成前后码元重叠，形成部分响应信号。3

本词条内容贡献者为:

李宗秀 - 副教授 - 黑龙江财经学院